IDF Fall 2007
La evolución de los chips: Moore sigue mandando
Froilán Fernández
San Francisco, California. Varias metáforas han sido utilizadas para ilustrar el impacto de la miniaturización de los componentes electrónicos en la evolución de la computación. La más reciente, presentada esta semana por el gerente de computación empresarial de Intel, Pat Gelsinger, en el foro de desarrolladores que esa empresa realiza esta semana en San Francisco, se basa en la evolución de la industria aeronáutica y propone un escenario hipotético sobre un moderno avión de pasajeros, si su tecnología de construcción hubiese evolucionado al mismo paso que los chips procesadores.
Gelsinger mostró un cuadro donde se compara el Boeing 747, que voló por primera vez hace 37 años, y el moderno 787, previsto para el año que viene.
Como se sabe, el ritmo de crecimiento del número de transistores o puertas lógicas que pueden ser alojados en un chip es exponencial; se duplica cada dos años de acuerdo a la conocida ley de Moore. Este hecho también propicia el crecimiento exponencial de la mayoría de los parámetros básicos del mundo digital: desde el rendimiento de un computador hasta los megapixeles de una cámara.
Dice Gelsinger que un 787 hipotético, apegado a una evolución digital, podría con 118 millones de pasajeros, podría cargarse o descargarse en 12 milisegundos y el rendimiento del combustible sería cien mil veces mayor que el del 787 real.
Como sardina en lata
En el corazón de los modernos chips de silicio o silicón, los componentes más importantes son los transistores, que pueden verse como puertas lógicas que sólo saben decir "sí" o "no", dependiendo si en su entrada está presente o no una cierta corriente eléctrica.
Al combinar dos o más transistores en compuertas de mayor complejidad, el número de escenarios posibles aumenta dramáticamente. Esto permite realizar operaciones aritméticas y lógicas con sólo un alfabeto de dos símbolos.
Gordon Moore, fundador de Intel y quien trabajó en la fabricación de los primeros circuitos integrados, fue una de las atracciones de este foro de desarrolladores de Intel. Desde principios de los años 60, Moore trabajó con unos de los creadores del transistor en los laboratorios Bell, Robert Shocley y con Robert Noyce, creador del primer circuito integrado. En 1965, tres años antes de que decidiera fundar Intel, en conjunto con Noyce, Moore publicó un artículo en Electronics Magazine con la hipótesis de que el número de transistores integrados en un chip crecería exponencialmente en los años subsiguientes.
Escala nanométrica
No fue sino hasta mediados de los 70 que se comenzó a hablar de la ley de Moore, cuando ya se había comprobado en la práctica la consistencia de esta acertada predicción.
En 1971, los primeros procesadores alojaban 2.300 transistores y la tecnología de fabricación correspondía a una escala de millonésimas de metro. Cinco años más tarde ya los transistores encapsulados llegaban a los 6.500 y la escala se había reducido en un tercio.
De las millonésimas de metro o micrómetros, los componentes comenzaron a estar más apiñados. A partir de 1985, los procesadores Intel 386 marcaron la tendencia de tecnología que estaban por debajo del micrómetro para entrar en los nanómetros o mil millonésimas de metro. De allí se popularizó el término nanotecnología que designaba la escala de fabricación más reducida de ese momento.
En los últimos 10 años, Intel y la industria de fabricación de chips en su conjunto han pasado de una escala 180 nanómetros a 45 nanómetros (nm). Con esta tecnología, Intel está ya fabricando chips que saldrán al mercado en noviembre y para dentro de dos años se prevé la transición a escalas de 32 nanómetros.
¿Cómo se comparan las dos tecnologías, la actual de 65 nm y y la próxima de 45 nm? Paul Otellini, el director ejecutivo de Intel, señaló que mientras un procesador Xeon 5300 cubre un área de 143 milímetros cuadrados y aloja 582 millones de transistores, el nuevo Xeon 5400 de 45 nm y aislante Hi-K ocupa un área de 107 mm cuadrados y aloja 820 millones de transistores.
Los chips de 32 nm, que comenzarán a producirse a partir de 2009 ya cuentan con un prototipo funcional en el área de memoria RAM. Intel logró incorporar en un chip de 32 nm la asombrosa cantidad de 1,9 millardos de transistores., anunció Otellini.